智能安全系統在高等院校實驗室應用效能的淺析

文│ 福建閩安投資工程有限公司 張 偉

智能安全系統在高等院校實驗室應用效能的淺析

文│ 福建閩安投資工程有限公司 張 偉

實驗室是高等院校教學和科研的重要組成部分，它的日常管理和安全措施是十分重要的。由門禁系統、視頻監控系統、火災報警系統組成的智能安全系統為此提供技術防范，本文將就其效能如何進行一些淺析，以供大家探討。

實驗室 門禁系統 視頻監控系統 火災報警系統 聯動控制

1 引言

近年來，各院校為提高現代教學和科研水平，在實驗室的建設上投資較大，陸續添置了較為昂貴的儀器和設備，因此，實驗室的日常管理和安全防范的重要性凸顯出來，針對實驗室的特點，建立完善的智能安全系統是十分必要的。此系統可主要由門禁管理子系統、視頻監控子系統、火災報警子系統等構成，各子系統都有不同的應用層面，又互為實現聯動，形成三位一體的自動化體系。在具體應用中，此類系統能發揮較好的功效，它既能為實驗室提供安全防范，又能為實驗室老師日常管理提供幫助。

2 門禁管理系統

2.1 高校實驗室現有的管理模式

現有的高校實驗室一般采用開放式管理，目的是更好地為教學和科研提供服務。實驗室要做好開放式管理，門禁系統是最佳選擇，主要體現在以下幾點：

（1）全校師生基本每人持有一張單獨的校園卡，作為個人信息載體。

（2）本科生、研究生根據課程需要使用實驗室時，由管理老師事先安排使用時間段。

基于以上兩點，管理老師可對不同年級學生群體合理地分配實驗室使用時間段，并輸入學生的校園卡。學生持卡在規定時間段內能夠進入某個實驗室，在使用時間段之外則無法進入實驗室的。通過時間段的分配，加強了實驗室的安全管理，提高工作效率。

2.2 門禁管理系統的構成及功能特點

2.2.1 組成結構

門禁系統由門禁控制器、讀卡器、外接模組、電控鎖和門禁管理電腦五大部分組成。

（1）門禁控制器： 作為門禁系統的控制主機，接收讀卡器發來身份信息，以驅動電控鎖，同時可將各種信息上傳門禁管理電腦。

（2）讀卡器：作為人員身份采集，將信息上傳控制器加以確認。

（3）外接模組：作為信息轉換和向電控鎖供電的裝置。

（4）電控鎖：開閉門裝置。

（5）門禁系統管理電腦：由門禁管理軟件及電腦構成，作為實驗室門禁系統的管理平臺，接收和管理所有控制器的上傳信息，也可對所有的門進行控制，應安裝于實驗室管理人員辦公室。

2.2.2 功能特點

（1）持卡人管理和登記

門禁系統包括一個與出入控制系統集成的持卡人管理系統。由系統分配或修改持卡人的出入時間和級別權限，實驗室的老師可運用此功能對各種類別學生卡進行合理分配使用實驗室的時間段，以達到均衡有效、安全使用的目的。對于特殊實驗室的出入，可通過采用帶密碼的讀卡器，實現讀卡加密碼開門的雙重安保功能，保證對高度安全性場所的控制。

（2）門禁系統管理軟件

門禁管理電腦安裝了系統管理軟件后，構成管理平臺具有了以下常用功能：

◆ 針對不同級別的操作人員分配多種級別的操作權限，輸入不同的密碼可進入不同的控制界面，如定義工作站、建立用戶許可等級等；

◆ 檔案管理模式，隨時掌握出入口進出人員的實時動態，如姓名、照片、卡號、部門編號、出入時間、日程表、建立匯總報告等；

◆ 時段設定，對各類持卡人預先設定開放時段，自動執行門禁管制模式；

◆ 實時控制多種開門方式，如緊急/群組/指定/區域遙控開門﹐緊急開關門亦可配合發出警報聲示警；

◆ 具有系統自我故障診斷功能；

◆ 可自行編輯或修改主界面的電子地圖，使門禁系統管理更加直觀。

（3）網絡管理及警報輸出功能

門禁系統具有靈活的組網功能，可將每個門禁控制器作為網絡節點，融入到校園網中，建立面向全校的門禁系統管理中心，實現分散控制、集中管理的模式。

門禁系統還具有報警聯動功能，如果某個門被非法侵入時，門禁系統的模塊端口可輸出報警信號，通過此信號聯動相關子系統，同時通過網絡將報警信息上傳至管理中心，以便于快速出警。

綜合以上幾個方面的系統特點，門禁系統很適合用于高校實驗室開放式管理，并可取得了較好的效果。

3 視頻監控系統

視頻監控系統是安防系統中的重要組成部分。視頻監控系統的最大特長是：將被采集事件的全過程以圖像形式實時顯示和存儲下來，作為依據以便后期分析和調查，它獨有的技術特點被廣泛應用于各個領域，同樣視頻監控也能為實驗室的安全防范工作發揮重要的作用。

3.1 視頻監控系統

視頻監控系統主要由前端攝像機、信號傳輸、控制中心錄像及顯示設備構成。

3.1.1 前端攝像機

前端攝像機的布點：根據實驗室的平面分布，攝像機應設在實驗室的主要通道的頂部、實驗室出入門的外側、實驗室中易被侵入的窗戶和通風口旁邊、有特殊要求、需要監控的場合。

前端攝像機的選型：

選用網絡紅外夜視攝像機或高線模擬紅外夜視攝像機，基本上能滿足實驗室環境圖像采集的要求。如果校園網帶寬足夠，可選用網絡攝像機，網絡攝像機的分辨率優于高線模擬攝像機，圖像清晰度更高。

3.1.2 信號傳輸和電源供電

信號傳輸：網絡傳輸或視頻線傳輸。

電源供電：攝像機供電必須由控制中心供電。

3.1.3 控制中心錄像及顯示設備

控制中心的錄像設備應選擇嵌入式高清硬盤錄像機，可安裝于較為安全的機房或實驗室的管理間，上聯校園網，并設定網絡IP地址。若前端攝像機為網絡攝像機應加大硬盤數量，以保證足夠的錄像周期。

3.2 視頻監控系統的功能特點

以此配置的視頻監控系統具有以下功能特點：

（1）無論是白天還是夜間，紅外夜視攝像機都能拍攝到較為清晰的圖像，可實現24小時對實驗室的主要通道、所有人員出入、重要設備及工作層面的操作過程進行高清顯示和圖像回放。

（2）嵌入式高清硬盤錄像機具有網絡功能，客戶端軟件設有授權等級和密碼，對系統安全加以保護。實驗室的管理人員可通過校園網對其實現遠程監控、圖像回放和查詢。

視頻監控系統的應用為實驗室管理人員提供如下幫助：

（1）可對某些意外事件進行圖像調查。

（2）便于對持卡人使用情況進行抽查，以避免卡互換，卡借用的現象發生。

綜合以上功能特點，視頻監控系統與門禁系統可實現互為補充和完善。

4 火災報警系統

高校實驗室一般都有較多的儀器設備，有的儀器價值較為昂貴，加之實驗室供電負荷較大，時間工作長以及實驗操作過程的因素都有可能產生火災隱患，所以實驗室安裝火災報警系統是很有必要的，以防范為主來實現火災隱患的早期預警。在消防要求等級較高的重點實驗室，除了安裝火災報警系統，還需加裝氣體滅火裝置。

4.1 火災報警系統的構成

（1）前端采集設備：感煙探測器、感溫探測器、手動報警按鈕、聲光報警器、控制模塊等。

（2）傳輸：信號總線、電源線。

（3）控制中心設備：火災報警控制器、不間斷電源。

4.2 火災報警系統的功能特點

新一代的火災報警系統已全面結合了先進的數字技術和計算機軟件技術，使其具備了智能分析判斷、控制、自我診斷等功能，具體體現以下幾方面。

（1）感煙探測器、感溫探測器具有數字處理功能，可對現場探測參數（如煙霧濃度、溫度等）進行分析運算，并與真正的火災參數曲線進行比對和判斷，自動消除環境背景干擾，大大減少了誤報，提高了報警的準確性。

（2）火災報警控制器通過信號總線向前端探測器供電，同時也能通過總線尋址的方式接收探測器發回的報警信號，并能快速準確的轉換和處理，以聲、光形式發出報警，同時顯示火災具體位置，進而按要求聯動相關消防設備。

（3）火災報警控制器能自動檢測系統是否正常運行，對特定的故障可通過自檢方式發出報警提示，前端感煙探測器、感溫探測器一旦發生故障便可確定地址和位置。

4.3 火災報警系統在實驗室應用的優勢

由于實驗室存在一定的火災隱患，供電負荷高，易燃易爆物品較多，因此火災隱患的早期預警和方位的確定十分重要，火災報警系統能較好地解決這一矛盾，下文介紹具體方法。

4.3.1 前端傳感器

（1）根據實驗室不同工作面特征安裝感煙探測器或感溫探測器，以采集火災隱患煙霧和溫度為對象。

（2）負荷較大電纜應安裝線型定溫探測器，以采集電纜溫度過熱為對象。

（3）在主要通道和出入口安裝手動報警按鈕和聲光報警器。

有了各類的前端傳感器，能自動采集火災隱患，并將信號通過總線傳輸至報警控制器。

4.3.2 火災報警控制器

（1）火災報警控制器，配不間斷電源，安裝于實驗室管理辦公室便于對各個實驗室進行集中監測和管理。

（2）火災報警控制器可通過模塊上聯校園網，可與學校總消控中心進行通信和聯網，實現報警信息上傳和接收的集中管理。

（3）利用火災報警控制器的控制模塊聯動相關子系統，作出應急反應。

5 門禁系統、視頻監控系統及火災報警系統的互為聯動控制

門禁系統、視頻監控系統、火災報警系統的應用層面不同，其各自功能和構成是獨立的，若不加以整合，顯得整體協調性不夠且整體功能不強。作為系統集成商的重要工作，其在系統配置時應充分發揮各自子系統的性能特長，進行優化整合，實現之間的互為聯動控制，構架協調性好、自動化程度高的智能安全管理體系才能使整體的綜合性得到進一步提高。可將子系統進行以下優化，實現互為聯動控制。

5.1 統一整合門禁系統與視頻監控系統的管理平臺軟件

應選擇同時兼容門禁系統和視頻監控系統的管理平臺軟件，由一臺電腦統一管理，可在此界面上編輯涵蓋兩個子系統的電子地圖，顯示運行狀態直觀明了，門禁控制器的報警信號作為聯動控制，通過管理平臺軟件與監控系統融合起來，可在事先進行編程設置，這種聯動方式快速準確，可靠性高。其功能有：實驗室出入門一旦被非法侵入時，門禁系統的控制器將上傳信號，管理平臺上自動地顯示報警具體位置，同時彈出該出入門的視頻圖像，便于警情復核；實驗室的各種警情數據和圖像由管理平臺實時記錄，同時通過校園網將警情數據和圖像上傳到學校的總監控中心。

5.2 火災報警系統聯動控制門禁系統、視頻監控系統

火災報警系統通過控制模塊對門禁系統、監控系統實現聯動控制，控制模塊對火災報警系統來說，既起到外聯動控制作用，又起到隔離外部信號的作用，所以是安全的。通過控制模塊聯動門禁系統和視頻監控系統，其邏輯控制關系可事先在火災報警控制器上編程設置，這種聯動控制快速準確、可靠性高。其功能有：

（1）若某間實驗室發生火災警情，火災報警系統通過控制模塊聯動相關門禁系統的控制器，自動切斷電控鎖電源，實驗室的門可開啟，便于人員及時撤離。

（2）若某間實驗室發生火災警情，火災報警系統通過控制模塊聯動視頻監控系統，自動顯示該實驗室現場的視頻圖像，便于火災警情復核。

（3）火災報警系統通過控制模塊啟動管理平臺，將警情數據和圖像記錄下來，同時通過校園網將警情數據和圖像上傳到學校的總監控中心。

經過對各系統的優化整合，互為聯動控制，使綜合性的指標得到提高，其中包括警情快速處理、自動化程度高、實現警情雙系統復核、系統使用界面顯示直觀和易操作。

6 結束語

在建立門禁系統、視頻監控系統、火災報警系統的基礎上，通過優化整合及子系統間實現互為聯動控制，從而形成自動化程度高、綜合能力強的智能安全管理系統，具備了集防盜、防火、出入口控制三位一體的技術防范能力，為高校實驗室的人身安全、財產安全提供了有力保障。